CN103982905A - 一种湿法脱硫烟气再加热的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种湿法脱硫烟气再加热的方法，利用脱硫前烟气的高温热能作为热源，对湿法脱硫后烟气进行远红外辐射再加热，达到湿法脱硫烟气排放的温度要求。采用脱硫后低温烟气在硫后烟气烟道中与脱硫前高温烟气在脱硫前烟气烟道中逆向流动；硫后烟气烟道与硫前烟气烟道相邻。在烟气道侧面、或高温及低温烟气道的两侧涂布耐高温热辐射涂料。脱硫后烟气烟道两侧的换热面上至少设置有一个与烟气流动方向非垂直的不锈钢翅板。本发明有效避免传统烟气加热方法GGH所带来的结垢、影响脱硫效率、增加系统阻力以及投资、维修成本高等现实问题。该发明的传热系数较传统烟气再热方法的传热系数提高至少30％。

Description

一种湿法脱硫烟气再加热的方法

技术领域

本发明涉及一种湿法脱硫烟气再加热的方法，尤其是涉及一种利用脱硫前烟气与脱硫后烟气间接传热，并通过涂镀辐射涂料增强传热效果的烟气再热方法，属于节能环保领域。

背景技术

烟气再热系统作为湿法烟气脱硫系统的一部分，能够提高脱硫后烟气温度，从而能够有效改善由湿烟气的直接排放而导致的环境污染以及对烟道、烟囱的腐蚀等一系列问题。目前在烟气脱硫系统中主要使用的GGH(烟气换热器)，普遍存在着运行成本高、传热效率低、设备装置较大及其维护困难等问题。而红外辐射技术具有加热速度快、热流密度大等优点，但在目前实际应用中，大多采用电能加热，同样不可避免高成本系统运行的问题。湿法脱硫后的烟气温度约为40～50℃，而一般湿法脱硫前的工业烟气均具有较高的温度，有部分工业烟气甚至能达到400℃以上。因此，如能充分利用脱硫前烟气的高温热能，并将其作为热源对湿法脱硫后的烟气进行远红外再加热，则可实现低成本而又高效的烟气再加热。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效节能而又低成本的湿法脱硫烟气再加热的方法和设备，通过利用脱硫前烟气的高温热能作为热源，对湿法脱硫后烟气进行远红外辐射再加热，以达到湿法脱硫烟气排放的温度要求。与传统烟气再热系统相比，本方法具有传热系数高、节能高效且运行成本低的特点。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种湿法脱硫烟气再加热的方法，利用脱硫前烟气的高温热能作为热源，对湿法脱硫后烟气进行远红外辐射再加热，达到湿法脱硫烟气排放的温度要求。

本发明采用脱硫后低温烟气7在脱硫后烟气烟道5中与脱硫前高温烟气8在脱硫前烟气烟道6中逆向流动，脱硫后烟气烟道5与脱硫前烟气烟道6相邻。

所述的脱硫前烟气温度为180℃～500℃。

所述的烟道内换热面在低温烟气烟道一侧、或高温及低温烟气烟道的两侧涂布耐高温热辐射涂料。所述温热辐射涂料吸收率≥0.95。

所述热辐射涂料为碳化硅、锆质材料或纳米级碳热辐射涂料。

所述脱硫后烟气烟道两侧的换热面上至少设置有一个与烟气流动方向非垂直的不锈钢翅板4。

所述不锈钢翅板方向设置为在脱硫后烟气流道内，从换热面伸出，与换热面2夹角为锐角的基础上指向脱硫后烟气流向。

所述不锈钢翅板的优选翅板面积是：翅板投影于烟道横截面的投影面积不超过烟道横截面面积的1/6。

具体说明如下：

脱硫后烟气7即低温烟气与脱硫前烟气8即高温烟气分别在相邻的脱硫后烟气烟道5和脱硫前烟气烟道6中逆向流动，在换热面2的低温烟气侧、或高温及低温烟气的两侧涂布有吸收率≥0.95的由碳化硅、锆质材料或纳米级碳组成的耐高温热辐射涂料3。使得脱硫前烟气的热量通过对流传热的方式传热给换热面2，再通过热传导的方式传热到热辐射涂料3，最终通过辐射传热和对流传热的方式传热给脱硫后烟气7，使其达到排放温度。其中在脱硫后烟气烟道5两侧的换热面2上至少设置有一个与烟气流动方向非垂直的不锈钢翅板4，以增大低温烟气与高温烟气的换热面积，从而提高传热效果。

所述的脱硫前烟气温度为180℃～500℃，原因在于低于180℃的脱硫前烟气在完成对脱硫后烟气的再加热过程后，温度可能会低于脱硫系统的最佳进气温度，则还需对完成换热后的脱硫前烟气进行加热以达到脱硫系统的最佳进气温度；而高于500℃的脱硫前烟气，可以通过余热回收装置进行更高品位的热量利用。综合来看，低于180℃和高于500℃的脱硫前烟气若用于对脱硫后烟气的再加热，反而会造成不经济或经济性较差的热量利用。

所述的与烟气流动方向非垂直的不锈钢翅板4，方向设置为在脱硫后烟气流道内从换热面2伸出，在保有其与换热面2夹角为锐角的基础上指向脱硫后烟气7流向，翅板面积应以翅板投影于烟道横截面的投影面积不超过烟道横截面面积的1/6为原则。在使加热后的脱硫后烟气7流量能够满足排放流量的基础上，应在流道换热面2上尽可能多的、均匀的设置不锈钢翅板4，以增大换热面积。

本发明的有益效果是，充分利用脱硫前烟气的高温热量，并通过涂布辐射涂料改变传热方式，并通过布设翅板以增加传热面积，从而提高传热效果。此方法可以有效避免传统烟气加热方法GGH所带来的结垢、影响脱硫效率、增加系统阻力以及投资、维修成本高等现实问题。该发明的传热系数较传统烟气再热方法的传热系数提高至少30％，使系统在不增设风机等增压装置的基础上，快速提升脱硫后烟气温度。故本方法具有传热系数高、运行成本低、不增加系统阻力并充分利用脱硫前烟气热能的特点。

附图说明

图1：换热面单面涂布辐射涂料的部分烟道侧视图；

图2：换热面单面涂布辐射涂料的部分烟道截面图；

图3：换热面双面涂布辐射涂料的部分烟道；

1-烟道外壁，2-换热面，3-热辐射涂料，4-不锈钢翅板，5-脱硫后烟气烟道，6-脱硫前烟气烟道，7-脱硫后烟气，8-脱硫前烟气。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

实施例1：

如图1、图2所示，脱硫前烟气8温度为250℃，流量为5.4×10⁴m³/h，脱硫后烟气7温度为50℃，流量为3.8×10⁴m³/h，脱硫前烟气8和脱硫后烟气7分别在脱硫前烟气烟道5和脱硫后烟气烟道6中逆向流动，各烟道的横截面尺寸均为0.8×0.5m。在换热面2的脱硫后烟气烟道5的一侧，涂布有型号为HS-2-1的耐高温碳化硅辐射涂料3，其热辐射吸收率为0.95，厚度为2.3mm。在脱硫后烟气烟道5中，换热面2布设有0.4×0.2m的不锈钢翅板4，与换热面夹角为30°。在对脱硫后烟气的加热过程中，脱硫前烟气的热量通过对流传热的方式传热给换热面2，再通过热传导的方式传热到热辐射涂料3，最终通过辐射传热和对流传热的方式传热给脱硫后烟气7，使脱硫后烟气7的温度由50℃增加到65℃，通过烟囱达标排放。而脱硫前烟气8由250℃降到150℃，进入湿法脱硫系统进行脱硫。整个过程的总传热系数达到13.80W/(m²·K)。此方法充分利用了脱硫前烟气的较高温度，并使脱硫前烟气温度降到湿法脱硫系统的进口适宜温度的同时，也以较好的传热效果使得脱硫后烟气温度达标排放。

实施例2：

如图3为烟气换热烟道的侧视图，本实施例与实施例1基本相同，所不同的是，在换热面2的两侧均涂布辐射涂料3，该辐射涂料为型号是ZS-1061的耐高温纳米碳质辐射涂料，热辐射吸收率为0.95、涂布厚度为2mm。该系统中，用以加热脱硫后烟气的脱硫前烟气8为电厂燃烧炉进入省煤器中的部分烟气，其温度为450℃，流量为8.2×10⁴m³/h，脱硫后烟气7温度为55℃，流量为4.2×10⁴m³/h，脱硫前烟气8和脱硫后烟气7分别在脱硫前烟气烟道5和脱硫后烟气烟道6中逆向流动，各烟道的横截面尺寸均为1.2×0.8m。在脱硫后烟气烟道5中，换热面2布设有0.4×0.2m的不锈钢翅板4，与换热面夹角为45°。在对脱硫后烟气的加热过程中，脱硫前烟气的热量通过对流传热的方式传热给换热面2，再通过热传导的方式传热到热辐射涂料3，最终通过辐射传热和对流传热的方式传热给脱硫后烟气7，使脱硫后烟气7的温度由55℃增加到65℃，通过烟囱达标排放。而脱硫前烟气8由450℃降到300℃，再次进入省煤器进行余热回收。

上述实施例中，尺寸、条件、涂料等等条件都不是唯一的，不能以没有实施例就不能实现来说明，应当以发明内容的说明为准，凡是发明内容包括的内容，在实施例是都可以实现的。

Claims (9)

1.一种湿法脱硫烟气再加热的方法，其特征是利用脱硫前烟气的高温热能作为热源，对湿法脱硫后烟气进行远红外辐射再加热，达到湿法脱硫烟气排放的温度要求。 

2.如权利要求1所述的方法，其特征是脱硫后低温烟气在脱硫后烟气烟道中与脱硫前高温烟气在脱硫前烟气烟道中逆向流动，硫后烟气烟道与硫前烟气烟道相邻。 

3.如权利要求1所述的方法，其特征是所述的脱硫前烟气温度为180℃～500℃。 

4.如权利要求2所述的方法，其特征是所述的换热面在低温烟气烟道一侧、或高温及低温烟气道的两侧涂布耐高温热辐射涂料。 

5.如权利要求4述的方法，其特征是所述温热辐射涂料吸收率≥0.95。 

6.如权利要求4述的方法，其特征是所述热辐射涂料为碳化硅、锆质材料或纳米级碳热辐射涂料。 

7.如权利要求2述的方法，其特征是所述脱硫后烟气烟道两侧的换热面上至少设置有一个与烟气流动方向非垂直的不锈钢翅板。 

8.如权利要求7述的方法，其特征是所述不锈钢翅板方向设置为在脱硫后烟气流道内，从换热面伸出，与换热面夹角为锐角的基础上指向脱硫后烟气流向。 

9.如权利要求2述的方法，其特征是所述不锈钢翅板的翅板面积是：翅板投影于烟道横截面的投影面积不超过烟道横截面面积的1/6。